ENSINO SECUNOARIO PROVA ESCRITA DE FISICA

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1 V.S.F.F. ENSINO SECUNOARIO ANO DE ESCOLARIDADE - VIA DE ENSINO (1. 0 e 5. 0 CURSOS) PONTO 17/3 Pags. Dura«;ao da prova: Ih e 30rnin..3 FASE CHAMADA PROVA ESCRITA DE FISICA 9 10 m.s- 2 sen 30 = cos 60 = 0,5 cos 30 sen 60 0,87 sen 37' 0,6 sen 53' 0,8 1. No jogo de tiro ao prato, esquematizado na figura 1, 0 prato e lanc;:ado de um ponto a 100 m de distancia do atirador com uma velocidade de valor 20 m. S-l e cuja direcc;:ao faz com a vertical um angulo de cano da arma forma um angulo de 30 com a horizontal. Despreze 0 atrito e a resistencia do ar. Calcule: 1.1. a velocidade da bala ao sair do cano, para que acerte no prato ao fim 2,5 s 1.2. as coordenadas do ponto de encontro da bala com Fig. 1 o prato. 100 x 2. Uma bala de massa 10 9 choca com um pendulo de massa e comprimento 1,0 m, inicialmente em repouso, ficando incrustada nele. Apes 0 choque, 0 sistema passa a mover-se segundo a traject6ria circular indicada na figura 2. A velocidade do sistema, imediatamente apes 0 choque, tem 0 valor minimo que Ihe permite dar a volta completa. Considere desprezavel a resistencia do ar e 0 peso do fio. Calcule: B valor da velocidade minima do sistema no ponto B 1m valor da velocidade da bala imediatamente antes da colisao; 2.3. a energia dissipada durante a colisao. A Fig. 2

2 3. Um bloco de massa 1,0 kg e colocado sobre um plano inclinado que faz um angulo de 37 com a horizontal. Os coeficientes de atrito estatico e cinetico, entre 0 corpo e a superffcie do plano, sao, respectivamente, 0,75 e 0,60 (figura 3) Prove que, nestas condi<;:6es, 0 corpo permanece em repouso Calcule 0 valor da acelera<;:ao que 0 corpo adquire, quando ---; sobre ele passa a actuar a for<;:a horizontal F, de Fig. 3 intensidade 40 N balao representado na figura 4 tem do seu volume ocupado com 0,25 mol de 5 um gas a temperatura de 23 C. o balao tem a capacidade de 10 dm 3 e comunica com um tuba em U que contem mercurio. fjmercurio = 13,6 g. cm- 3. Calcule: 4.1. a pressao do gas que se encontra dentro do balao; 4.2. a altura h, sabendo que 0 sistema esta em equilibrio quando a pressao exterior e de 1,0 atm., Fig grafico da figura 5 representa a varia<;:ao da velocidade, em fun<;:ao do tempo, de uma particula de massa 200 g animada de movimento harmonico simples Calcule a amplitude do movimento. v 1m s Calcule 0 valor da acelera<;:ao maxima adqui 10 rida pela partfcula Escreva a equa<;:ao da elonga<;:ao, considerando que no instante inicial a particula se encontra na posi<;:ao extrema positiva. -10 Fig Calcule a energia potencial do oscilador no instante t = 2 n s

3 6. Um electrao com velocidade ~ '= 2,1 x 10 6 u\ (m. s- 1), submetido.. a ac9ao de um campo - magnetico uniforme, descreve uma traject6ria circular no plano XOZ, com centro na origem, de raio 6,0 x 10-2 m. (Fig. 6). (qe '= -1,6 x C me 9,1 x kg) z -:/ 0 y x Fig. 6 Classifique as afirma90es seguintes como verdadeiras ou como falsas, justificando em cada caso a sua op9ao. A - A acelera9ao do electrao e nula. ~ -4 -t ( ) B - a campo magnetico B -1,9 x 10 uy T C - a momento angular da particula em rela930 ao centro da traject6ria circular, no instante em que entra no campo magnetico, e 1 = 1,2 x y (J. s) If!

4 ENSINO SECUNOARIO ANO DE ESCOLARIDADE - VIA DE ENSINO (1. 0 e 5. 0 CURSOS) PONTO 17/C/4 pags. Duracao da prova: Ih e 30min l.afase 1994 l.achamada PROVA ESCRITA DE FislCA CRITERIOS DE CORRECCAO / COTACOES 1. A sequencia de resolucao apresentada para cada questao, nas paqinas seguintes, deve ser interpretada como correspondendo a uma das resolucoes possfveis. Devera ser atribufda a mesma cotacao se, em alternativa, for apresentada outra resolucao igualmente correcta. 2. Se a resolucao de uma alfnea apresenta erro exclusivamente irnputavel a resolucao de uma alfnea anterior, devers atribuir-se, it alinea em questao, a cotacao integral. 3. As cotacoes parcelares so deverao ser tomadas em consideracao quando a resolucao nao estiver total mente correcta. 4. A ausencia de unidades ou a indicacao de unidades incorrectas, relativamente a grandeza em questao, no resultado final, tera a penalizacao de um ponto. Nao devera haver penallzacao, como e 6bvio, caso 0 aluno indique unidades equivalentes as da resolucao proposta. V.S.F.F. 17/C/1

5 1. (3) Estabelecimento das equacoes pararnetricas da bala e do prato > Calculo de Xprato ou Yprato Reconhecimento. x p = x b Yp = Yb --: = 28 L1 r + 16 ~v (rn. s-~) 10 pontos 1.2. Calculo de Calculo de x p = Y p = x b Yb 70 m 8,75 m.. 2. (3) 2.1. Calculo do valor da velocidade critica em B (vb ~10 m. s- 1) pontos Calculo da energia mecarnca do sistema em B Reconhecimento da conservacao da energia rnecanica Catculo do valor da velocidade do sistema em A, imediatamente ap6s a colisao (v = -.J5lf m. s" 1) Aplicacao da conservacao da quantidade de movimento e calculo do valor da veiocidade da bala antes da colisao (vb = 7 x 10 2 m. s-1) Calculo da energia cinetica antes da colisao (E c = 2,4 x 10 3 J) Calculo da energia cinetica depois da colisao (E c = 25 J) Calculo da energia dissipada (Ed = 2,4 x 10 3 J)... A TRANSPORTAR 70 pontos 17/C/2

6 TRANSPORTE 70 pontos 3. (3) Calculo da componente F (6 N) x Calculo do valor da reaccao normal (R n = 8 N) Calculo do valor maximo da torca de atrito estatico (Fa(max) = 6 1\1) ~ ~ Reconhecimento de que I F = ~ Calculo da componente da torca F paralela ao plano, F.r = 32 N,... Calculo do novo valor da reaccao normal Calculo do valor da torca de atrito cinetico Aplicacao da lei fundamental da dinarnica (R n = 32 N) (Fa(Cin) = 19 N) Calculo do valor da aceleracao, a = 7 m. s" 2 4. (3) 4.1. Calculo da pressao do gas no interior do balao, p = 0,8 x 10 5 Pa Calculo de h = 0,15 m 1 A TRANSPORTAR 13 V.S.F.F. 17/C/3

7 TRANSPORTE (3) pontos Reconhecimento que 0 perfodo do movimento e T = 2n s Escrita da relacao Am Calculo da amplitude A ~o m I 5.2. Escrita da relacao a max = - A m 2 Calculo da aceleracao maxima a max = 10m. s Reconhecimento que a fase inicial e n <p - o - 2 Escrita da equacao y = 10 sen (t + +) m 5.4. Calculo da energia potencial, E p 10 J 6. (30 pontos) A - Falsa Justitlcacao B - Verdadeira Justificacao C - Verdadeira J ustificacao TOTAL 200 pontos 17/C/4